碳纸负载高指数晶面铂纳米粒子的制备及其在直接甲酸燃料电池中的催化性能研究

• 作者: 刘硕 孙世刚 杨辉 林燕芬 王宇成 袁婷 詹梅 黄龙
• 来源期刊: 电化学
• 学科: 化学
• 关键词: 碳纸 铂纳米粒子 高指数晶面 电沉积 直接甲酸燃料电池
• 年，卷（期）: 2016,（2）
• 所属期刊栏目: 燃料电池电化学催化与催化剂近期研究专辑
• 页码范围: 123-128
• 页数: 6页
• 分类号: O646|TM911.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.13208/j.electrochem.151153

摘要

直接甲酸燃料电池(DFAFCs)是一种很有前景的可用于移动电子设备的电源.钯对甲酸电催化氧化有很高的活性,但稳定性较差,容易失活;铂对甲酸电催化氧化的活性低于钯,但稳定性好.前期研究表明,高指数晶面铂纳米粒子对甲酸的电催化氧化活性显著高于低指数晶面铂纳米粒子.本文以碳纸为载体,应用方波电位法生长高指数晶面铂纳米粒子(HIF-Pt/C-paper),通过改变方波上下限电位,合成出不同粒径的二十四面体和偏方三八面体铂纳米粒子.进一步在碳纸上修饰一层碳黑微孔层并优化电沉积条件,制备出粒径约10nim,载量0.069 mg· cm-2的HIF-Pt/C-paper作为DFAFCs的阳极催化剂.在甲酸浓度为3 mol-L-1时,测得30℃下单电池最大功率密度10.6 mW· em-2,最大质量功率密度153.5 mW· mg-1R,是以1 mg·cm-2载量的商业60％(by mass)Pt/C(简称商业Pt/C)为阳极催化剂的电池的8.4倍.HIF-Pt/C-paper阳极DFAFCs在20 mA· cm-2条件下运行50 h,电压保持率为95％,显示出很好的稳定性.